CC BY
48
УДК 502.75+504.062.2
Качинська В.В.
СТРУКТУРНА ОРГАН1ЗАЦ1Я ДЕСТРУКЦ1ЙНОГО БЛОКУ КОНСОРЦ1Й В УМОВАХ ПРОМИСЛОВИХ Д1ЛЯНОК КРИВБАСУ
Kpueopi3bKuü nedazoziHHUü тститут ДВНЗ «Kpueopi3bKuü нащональний ушверситет» e-mail: Kachinskaya82@yandex.ru
Розглянуто структурну органiзацiю та бюлопчне рiзноманiття наземное мезофауни на консорцшному рiвнi органiзацii екосистем. Проведено аналiз показникiв структурно! органiзацii та бiорiзноманiття наземное мезофауни у консорцiях Ulmus i Populus в умовах промислових дiлянок гiрничо-металургiйного комплексу Кривбасу. Встановлено, що таксономiчна структура наземное мезофауни характеризуемся незначною загальною чисельнiстю та юльюстю таксономiчних груп. Переважання у морфо-еколопчнш структурi груп хортобiонтiв i герпетобiонтiв свiдчить про значну приурочешсть фауни до детермiнантiв консорцiй i вплив степового клiмату на ii структуру. Переважання у трофiчнiй структурi груп фiтофагiв i полiфагiв зумовлене сумщенням специфiки детермiнантiв консорцiй та «зональним джерелом» формування фауни. Структурна оргашзащя наземное мезофауни в консорщях Ulmus i Populus в умовах промислових дiлянок характеризуеться спрощеною таксономiчною структурою з невисоким бiорiзноманiттям на вах рiвнях.
Встановлено, що структурно-функцюнальна органiзацiя деструкцiйного блоку консорций Ulmus i Populus в умовах промислових дьлянок спрощено i детермiнована биогеохимическими закономiрностями грунтово-пiдстилкового ярусу консорций i типом техногенного навантаження.
Ключовi слова: консорцшна екосистема, структурна оргатзащя, öioAoziuHe рiзнoманття, наземна мезофауна
Качинська В.В.
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ДЕСТРУКЦИОННОГО БЛОКА КОНСОРЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ КРИВБАСА
Криворожский педагогический институт ГВУЗ «Криворожский национальный университет» e-mail: Kachinskaya82@yandex.ru
Рассмотрены структурная организация и биологическое разнообразие наземной мезофауны на консорционном уровне организации экосистем. Проведен анализ показателей структурной организации и биоразнообразия наземной мезофауны в консорциях Ulmus и Populus в условиях промышленных территорий горно-металургического комплекса Кривбасса. Установлено, что таксономическая структура наземной мезофауны характеризуется незначительной численностью и количеством таксономических групп. Преобладание в морфо-экологической структуре групп хортобионтов и герпетобионтов свидетельствует о значительной приурочености фауны к детерминантам консорций и влиянием степного климата на ее структуру.
ISSN 2225-5486 (Print), ISSN 2226-9010 (Online). Бiологiчний вкникМДПУ. 2014. №2
Й
Преобладание в трофической структуре групп фитофагов и полифагов обусловлено совмещением специфики детерминантов консорций и «зональным источником» формирования фауны. Структурная организация наземной мезофауны в консорциях Ulmus и Populus в условиях промышленных участков характеризуется упрощенной таксономической структурой с невысоким биоразнообразием на всех уровнях.
Установлено, что структурно-функциональная организация деструкционного блока консорций Ulmus и Populus в условиях промышленных участков упрощена и детерминирована биогеохимическими закономерностями почвенно-подстилочного яруса консорций и типом техногенной нагрузки.
Ключевые слова: консорционная экосистема, биоразнообразие, структурная организация, наземная мезофауна
Kachinskaya V.V.
STRUCTURE OF CONSORTIUM DESTRUCTIVE COMPONENTS IN THE INDUSTRIAL AREA OF KRIVYI RIG BASIN
Krivoy Rog Pedagogical Institute, National University of Krivoy Rog e-mail: Kachinskaya82@yandex.ru
The structural organization and a biological variety of ground mesofauna on consortium level of the organization of ecosystems are considered. The analysis of indicators of the structural organization and a biodiversity of ground mesofauna in consortium Ulmus and Populus in the conditions of territories of industrial mining - metallurgical complex of Krivyi Rig Basin is carried out. It is established that taxonomical structure of ground mesofauna is characterized by insignificant number and quantity of taxonomical groups.
Prevalence in morfo-ecological structure of hortobiontes and herpetobiontes testifies about faunae considerable attachment to consortium determinants and influences of a steppe climate on its structure. Prevalence of phytophages and polyphages in trophic structure is caused by combination of determinants specificity of consortium and zone source of fauna formations. The structural organization of ground mesofauna in consortium Ulmus and Populus in the conditions of industrial sites is characterized simplified taxonomical structure with a low biodiversity at all levels.
It was suggested that structural and functional organization of destructive components of the block consortium of Ulmus and Populus in the conditions of industrial sites are simplified and determined by biogeochemical patterns of pedogenic and leaf litter layer of consortium and type of anthropogenic impact. Management and sustainable use of consortium under technogenic pressure should be based on the effects of extreme and critical components in the evolution of consortium. These critical points are the type of leading man-made factors and pedogenic and leaf litter biogeochemical conditions of consortium determinants, which results in inhibition of development and simplification of the structural and functional organization of destructive components of the block.
The elaboration of measures to restore and maintain that structural and functional organization of destructive components of the block consortiums and their use in monitoring should be based on regulation of energy balance, material parameters and biomass of determinants of consortium, changes in components of autotrophic and heterotrophic blocks
of consortium, estimation of function of biogeochemical threshold by coefficients that reflect the intensity of allocation of acids and contrast of destruction and acid-base conditions.
Key words: consortium ecosystems, biodiversity, structural organization, ground mesofauna
Розробка 3axo4ÏB щодо вЦновлення та збереження екосистем в умовах шдус^альних регшшв повинна базуватися на ведомостях про ïx структурно-функцiональну органiзацiю. На екосистемному рiвнi органiзацiï елементарною функцiональною одиницею е консорцiйна екосистема, яка характеризуемся основними системологiчними ознаками (Голубець, 2000). При цьому керуючими важелями е щлеспрямоваш впливи на функцiонально значимi зв'язки. Так, незначнi й опосередковаш типи трофiчниx, топiчниx, фабричних, форичних зв'язюв св1дчать про спрощення структурно-функцшнально'1 оргашзацп консорцiй, що проявляеться в збЦненш видового складу та зменшенш бiорiзноманiття на рiвняx дольово'1 учасп функцiональниx груп органiзмiв (Царик, 1998). У зв'язку з цим актуальним е вивчення структурно-функцiональноï оргашзацп консорцiй для розробки заxодiв щодо вЦновлення й збереження консорцiй i ïx використання в монiторингу на рiвнi консорцiйниx екосистем iндустрiальниx регшшв Украши.
Проте, для отримання б1льш повно'1 iнформацiï про структуру та функцшнування консорцiйниx екосистем крiм показниюв структурно'1 органiзацiï (таксономiчна, морфо-екологiчна, трофiчна структури) необх1дним завданням повинно бути вивчення рiзноманiття на рiвняx частково'1 участi таксономiчниx, морфо-екологiчниx та трофiчниx груп органiзмiв. Так, розклад подстилки в1дбуваеться безпосередньо завдяки наявностi рiзниx фiзiологiчниx груп мiкроорганiзмiв. При цьому сл1д в1дзначити, що процеси деструкцп i гумiфiкацiï е одними iз найважливiшиx процесiв, що забезпечують трансформащю, мiграцiю та бiогеоxiмiчний кругообiг речовин у консорцшнш екосистемi i визначають ïï подальше функцiонування та розвиток. Вони вЦбуваються завдяки складнiй взаемодп мiж первинними деструкторами (безxребетнi) та вторинними деструкторами (мiкроорганiзми). Хiмiчнi процеси деструкцп залежать вЦ мiкроорганiзмiв, але швидкшть розкладу опаду, величина накопичення гумусу i масштаби кругообiгу речовин i енергл залежать в1д iнтенсивноï дiяльностi окремих функцiональниx груп наземно'1 мезофауни (Киричок, 2006).
Нажаль, структурна оргашзащя та бiорiзноманiття на рiвнi основних блокiв (гетеротрофного, автотрофного, деструкцшного) консорцiйниx екосистем вивчена недостатньо (Голубець, 2000). Тому, дощльно звернути увагу на деструкцiйний блок консорцп, оскльки процеси, якi вiдбуваються у ньому завдяки складнш взаемодп мiж первинними деструкторами (безхребетш) та вторинними деструкторами (мшрооргашзми) е одними iз найважливших процесiв, якi забезпечують трансформацiю, мпращю та бiогеоxiмiчний
Й
кругообк речовин у автотрофно детермiнованiй консорцп. ВЦомоси про структурну органiзацiю деструкцшного блоку, зокрема його основних компоненпв наземно! мезофауни характеризують темпи мiнералiзацп' оргашчно! речовини та iснування бюлопчного кругообiгу елементiв у консорцiйнiй екосистемь
Основним компонентом деструкцiйного блоку первинних деструкторiв фiто- i мортмаси е наземна мезофауна, що через специфжу свого мiсцеiснування (грунтово-пЦстилковий ярус в межах фггогенного поля консорцп') зазнае прямого та опосередкованого впливу техногенного навантаження, а тому може бути щдикатором стану детермшанпв консорцiй.
На Криворiжжi - регiонi з потужною гiрничо-збагачувальною та металургiйною промисловiстю - окремi компоненти екосистем в умовах техногенезу вивчеш (Сметана, 2003). Проте, консорцшний рiвень оргашзацп екосистем не привертав уваги дослЦниюв. Метою роботи було встановлення структурно!' оргашзацп деструкцшного блоку консорцiй Ulmus laevis i Populus nigra в умовах промислових дьлянок Кривбасу.
МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕНЬ
Об'ект дослЦження - деструкцшний блок консорцiй в'яза гладенького (Ulmus laevis Pall.) i тополi чорно! (Populus nigra L.) в умовах промислових дыянок Кривбасу.
Закладено 6 пробних дьлянок на територй промислових дьлянок 5 основних гiрничо-збагачувальних комбшапв (ГЗК) Кривбасу: 1 дьлянка -територй дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „1нгулецький ГЗК'. Грунти -техногеннi, седиментацшно-акумулятивш (релiктовi), технолесiвованi. Зiмкнутiсть деревостану 0,6. Трав'янистий покрив представлений Poa compressa L., Sonchus oleraceus L., Convolvulus arvensis L., Dactylis glomerata L., Achillea nobilis L. Проективне покриття 80-90%;
2 дiлянка - ПАТ „Швденний ГЗК' на територй' дробильно-сортувально! фабрики. Грунти техногеннi, седиментацiйнi, змшано-багаточленш, примiтивнi, несформованi. Зiмкнутiсть деревостану 0,2. Трав'янистий покрив представлений Elytrigia repens L., Роа compressa L., Achillea submillifolia L., Mellilotus albus L., Taraxacum officinalis L.. Проективне покриття до 65%;
3 дыянка - територй' цеху блюмшгу гiрничо-металургiйного комбшату ПАТ „АрселорМггтал Кривий Рп". Грунти - рктоземи з бiтумозними та карбонатними включеннями, на оскальпованому чорноземi звичайному, в якому вiдмiчаються процеси вторинного засолення;
4 дыянка - територй' мартешвського цеху гiрничо-металургiйного комбшату ВАТ „АрселорМггтал Кривий Рп". Грунти техногенш седиментацiйно-акумулятивнi шлаково-графiтованi примiтивнi розвинул карбонатнi пилуватi. Трав'яниста рослиннiсть представлена Elytrigia repens L.,
Galinsoga parviflora Cav., Diplotaxis muralis L., Phragmites australis Cav. Проективне покриття близько 35%;
5 дыянка - територп теплосилового цеху ПАТ „Швшчний ГЗК". Грунти примiтивнi з релiктовим (техногенно-похованим) горизонтом i3 вторинним осолонцюванням. Пило-газове забруднення, ущiльнення rрунтiв. Зiмкнутiсть деревостану 0,4. Рослинний покрив утворюють Elytrigia repens L., Melilotus albus Medik., Lactuca tatarica L.. Проективне покриття сягае 40%;
6 дыянка - територп дробильно-сортувально'1 фабрики ПАТ „Центральний ГЗК". Грунти техногеннi седиментацiйнi примiтивнi з фрагментарним грунтоутворенням;
7 дiлянка - в умовах забруднення в межах фонових значень на територп Криворiзького боташчного саду НАН Украши.
Юльюсний облiк мезофауни проведений за загальноприйнятими методиками з використанням пасток Барбера-Гейлера (Гиляров, 1990). Для виокремлення груп морфо-еколопчно'1 й трофiчноï структури угруповань наземно'1 мезофауни використанi класифiкацiï життевих форм (Стриганова, 1980; Шарова, 1981; Булахов, 2011).
Еколопчна мiсткiсть екотопу визначалась за шдексом, який вЦображуе такi аспекти структурно'1 органiзацiï, як ентротю (через часткову участь таксошв), мiсткiсть екологiчних нiш (через загальну чисельнiсть вибiрки) та мiсткiсть екосистеми - через юльюсть таксонiв певного рангу (Сметана, 2003).
Результати та Ïx Обговорення
Наземна мезофауна в консорщях Ulmus i Populus в умовах промислових дыянок характеризуеться спрощеною структурною органiзацiею з незначною загальною чисельнiстю й кiлькiстю таксономiчних груп, а також невисоким рiзноманiттям у порiвняннi з консорц1ями в умовах фонових значень. Загалом для групового складу угруповань наземно'1 мезофауни в обох консорщях характерним е еудомшування колеоптерофауни, перетинчастокрилих, натвжорсткокрилих i двокрилих та незначна чисельшсть сапротрофного комплексу Oligochaeta, Mollusca та Diplopoda.
На основi аналiзу життевих форм представниюв наземно'1 мезофауни отримано основнi групи морфо-еколопчно'1 та трофiчно'ï структури угруповань в консорщях Ulmus i Populus в умовах промислових дьлянок Кривбасу (табл.1).
Таблиця 1. Характеристика морфо-еколопчно!" та трофiчноï структури наземно'1 мезофауни консорцш Ulmus i Populus промислових дтянок Кривбасу
Життeвi форми
Морфо-екологiчна структура наземно'1 мезофауни
етгеобюнти
включае спецiалiзованих до мешкання на поверхш грунту представникiв наземно'1 мезофауни - це види родини Carabidae (Calosoma auropunctatum Hbst., Calosoma inquisitor L.)
герпетобюнти мешканцi подстилки i трав'янистого ярусу - це представники типу Mollusca, класу Diplopoda, класу Chilopoda, родини Carabidae (Calathus melanocephalus L., C. fuscipes Pz.)
геобюнти представники класу Oligochaeta та мешканщ нiр - родина Histeridae (Hister quadrimaculatus L.), родина Scarabaeidae (Onthophagus taurus L., O. coenobita Hbst., Lethrus apterus Laxm.,
Aphodius immiindec Creutz )
хортобшнти включае мешканщв травостою - це представники ряду Orthoptera (Decticus verrucivorus L, Tettigonia viridissima L.), родини Acrididae (Acrida bicolor L., Calliptamus italicus L., Podisma pedestris L.), ряду Hemiptera (Eurygaster integriceps Put., Pirrhocoris apterus L.), родини Carabidae (Amara similata Gill., A. equestris Duft., A. lucida Duft., Zabrus spinipes F., Z. tenebrioides Gz., Pseudophonus rufipes Deg.), родини Silphidae (Silpha obscura L.), родини Scarabaeidae (Pentodon idiota Hbst., Miltotrogus aeguinostialis Hbst.), родини Elateridae (Agriotes sputator L., Melanotus crassicollis Er.), родини Coccinellidae (Coccinella septempunctata L., C. quatuordecimpustulata L.), родини Tenebrionidae (Crypticus quisquilius Pk., Blaps halophila F. - W., Gonocephalum pusillum F., Opatrum sabulosum L.), родини Meloidae (Alosimus chalybeus Taysch.), родини Cerambycidae (Dorcadion holocericeum Kryn.), родини Lucanidae ( Dorcus parallelopipedus L.), родини Curculionidae (Cneorrhinus albinus Boh., Phyllobius brevis L., Omias mollinnus Boh., Sphenophorus striatopunctata Gz., Cleonus piger Scop.), родини Chrysomelidae (Gastroidea palygoni L., Clytra Трофiчна структура наземно'1 мезофауни зоофаги представники класу Chilopoda, родини Carahidae (Calosoma huropunctatum Hbst., C.inquisitor L. Calathus melanocephalus L., C. fuscipes Pz.), родини Coccinellidae (Coccinella septempunctata L., C. quatuordecimpustulata L.), родини Cantharidae (Cantharis oculata Gebl.), родини Histeridae (Hister quadrimaculatus L.)
фiтoфaги
некрoфaги
пoлiфaги
caпрoтрoфи-нiтрoлiберaнти
caпрoтрoфи-кaрбoлiберaнти
предcтaвники типу Mollusca/ ряду Orthoptera (Decticus verrucivorus L., Tettigonia viridissima L., Acrida bicolor L., Calliptamus italicus L., Podisma pedestris L.)/ ряду Hemiptera (Eurygaster integriceps Put., Pirrhocoris apterus L.)/ родини Scarabaeidae (Pentodon idiota Hbst., Lethrus apterus Laxm., Miltotrogus aeguinostialis Hbst., Valgus hemipterus L., Cetonia aurata L.)/ родини Elateridae (Agriotes sputator L., Melanotus crassicollis Er.)/ родини Meloidae (Alosimus chalybeus Taysch.)/ родини Cerambycidae (Dorcadion holocericeum Kryn., D. caucasicum Kust.)/ родини Lucanidae (Dorcus parallelopipedus L.)/ родини Curculionidae (Cneorrhinus albinus Boh., Phyllobius brevis Boh., Omias mollinnus Boh., Sphenophorus striatopunctata Gz., Cleonus piger Scop.)/ родини пред ставники родини Silphicke ( S. obscuru L.)/ родини Scarabaeidae Onthophagus taurus L, O. coenobita Hbst., Aphodius
предсгавники родини Carabidae (Amara similata Gill., A. lurída Duft., A. equestris Duft., Zabrus tenebrioides Gz., Z. spinipes F., Pseudophonus rufipes Deg.)/ родини Tenebrionidae (Crypticus quisquilius Pk., Blaps halophila F.-W., Gonocephalum pusillum F., предсгавники нaaемнoï мезoфayни, як беруть yчacть y рoзклaдi тa мiнерaлiзaцiï oргaнiчниx речовин збaгaчениx нa aзoт) - предcтaвники типу Oligochaeta
предетавники нaземнoï мезoфayнИ/ як беруть yчacть y рoзклaдi безaзoтиcтиx речовин) - Diplopoda, Mollusca, Isopoda.
У родинному спек^ Coleoptera обох консорцш iз детермiнантами Ulmus i Populus домшуюче i субдомiнуюче положення займають представники родин -Tenebrionidae, Carabidae, Silphidae, Scarabaeidae. Представники шших родин вiдмiченi одиничними екземплярами. Розбiжнiсть у родинному спектрi вiдмiчаеться лише на територп мартешвського виробництва прничо-металургiйного комбiнату ПАТ „АрселорМ^ал Кривий Рп" у консорцiях Populus, де спостерпаеться висока чисельнiсть представник1в родини Histeridae, що може бути пояснено збыьшеною чисельшстю ряду Diptera, оскльки види Hister е активними хижаками для личинок зоофьльних мух.
Домшуюче положення займають представники родин - Tenebrionidae (23,6%), Carabidae (14,1%), Silphidae (11,6%), Hemiptera (8,7%). За чисельшстю домшантами е: Opatrum sabulosum, Silpha obscura, Pirrhocoris apterus, Calathus fuscipes (в1дпов1дно - 23,6; 11,6; 7,8; 6,2%). Субдомшанти: Amara lusida,Ophonus rufipes, Dorcadion caucasicum, Dermestes lardarius, Sphenophorus striatopunctata, Dorcus parallelopipedus (в1дпов1дно в1д 3,7% до 1,6 %). Вiдмiчено також зменшення питомо'1 частки найбьльш активних деструкторiв оргашки - Oligochaeta (7,1%).
St
Колеоптерокомплекс кoнсoрцiй Ulmus i Populus e збЦненим (ряд Coleoptera види Opatrum sabulosum L., Silpha obscura L., Calathus fuscipes L., C.melanocephalus L., Pseudophonus rufipes Deg., Lethrus apterus Laxm., Hister quadrimaculatus L., Amara luáda Duft., A. equestris Duft., A. similata Gill., Pentodon idiota Hbst., Cetonia aurata L., Coccinulla quatuordecimpustulata L., C. septempunctata L., Gonocephalum pusillum F., Dorcadion holocericeum Kryn., D. caucasicum Kust., Cleonus piger Scop., Melanotus crassicollis Er., Pentodon idiota Hbst., Valgus hemipterus L., Blaps halophila F.-W., Alosimus chalybeus Taysch., Cneorrhinus albinus Boh., Dorcus parallelopipedus L., Dermestes laniarius L., D. lardarius L., Miltotrogus aeguinostialis Hbst., Crypticus quisquilius Pk., Agriotes sputator L., Zabrus tenebrioides Gz., Z. spinipes F., Calosoma auropunctatum Hbst., C. inquisitor L., Onthophagus taurus Schreb., O.coenobita Hbst., Aphodius immundes Creutz., Cneorrhinus albinus Boh., Omias mollinnus Boh., Sphenophorus striatopunctata Gz., Gastroidea palygoni L., Clytra laeviuscula Ratz., Cantharis oculata GeblJ.
Найбыьш чисельною e наземна мезофауна в обох консорщях в умовах впливу силшатного залiзoвмiснoгo пилу - вЦ 249,2 ± 2 до 345,4 ± 5 екз. на 1700 пастко^б, середня чисельшсть - у консорщях в умовах впливу графитового пилу - вЦ 230,4 ± 2 до 256,6 ± 2 екз., мшмальш значення вiдмiченi в консорцшх в умовах етзодичного впливу технолопчних засолених вод i нафтопродукпв - вЦ 131,4 ± 5 до 166,3 ± 2 екз. та в умовах iз забрудненням вЦ пило-газових викидiв i етзодичним впливом технолопчних засолених вод - вЦ 176,3 ± 2 до 180,2 ± 1 екз. на 1700 пастко^б.
При цьому аналiз структурно'1 oрганiзацiï наземно'1 мезофауни свЦчить про незначнi та опосередковаш типи кoнсoрцiйних зв'язкiв. Так, трoфiчнi зв'язки характернi мiж хижаками ентомофагами Coccinulla quatuordecimpustulata i Calosoma inquisitor та видами ризофапв Blaps halophila, Opatrum sabulosum, Cetonia aurata, Letrus apterus, Agriotes sputator, Melanotus crassicollis, Pirrhocoris apterus. Простежуються трoфiчнi зв'язки мiж представниками родини Histeridae (вид Hister quadrimaculatus), як активними хижаками для личинок зоофыьних мух ряду Diptera. Tрoфiчнi зв'язки спостерп'аються i мiж хребетними та безхребетними консортами у консорцтх. Зокрема, Sturnus vulgaris, Dendrocopos syriacus, Dendrocopos minor харчуються личинками Chrysomelidae, Curculionidae, Cerambycidae. Bufo viridis та Laœrta agilis живляться представниками родин Carabidae, Elateridae, Tenebrionidae.
1з подстилкою тoпiчними зв'язками пов'язаш представники родини Curculionidae (види Omias mollinnus Boh.), як використовують ïï як середовище свого кнування. Tрoфiчнi зв'язки спoстерiгаються мiж злаковою рoслиннiстю i зерно'1дними птахами Emberiza citronella та Columba livia. Tрoфiчними зв'язками iз детермiнантами кoнсoрцiй та трав'яною рoслиннiстю пoв'язанi види ризофапв: Blaps halophila F., Opatrum sabulosum L., Cetonia aurata L., Letrus apterus Laxm., Agriotes sputator L., Melanotus crassicollis Er., Pirrhocoris apterus L.
Трофiчнi зв'язки простежуються i мiж злаково-бобовою рослиннiстю, яка е харчовою базою для представниюв родини Cerambycidae (види Dorcadion caucasicum Kust.), а також мiж Polygonum aviculare L. та представниками родини Chrysomelidae (види Gastroidea palygoni L). Таким чином, вiдмiченi незначш типи зв'язюв е наслЦком спрощення структурно-функщонально'1 оргашзацп деструкцiйного блоку (збiднення видового складу, порушення спiввiдношення мiж рiзними морфо-екологiчними та трофiчними групами консорпв).
За значеннями функцiонала Сiмпсона, який вЦображае часткову участь таксономiчних груп у формуванш комплексу наземно'1 мезофауни, максимальна вирiвненiсть розподiлу чисельностi таксошв (0,18) властива для мезофауни консорцш Populus i Ulmus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення та мезофауни консорцш Ulmus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу.
Дещо меншi значення S (0,16-0,17) характерш для мезофауни консорцш Populus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення та для мезофауни консорцш Ulmus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу. Зменшення рiзноманiття характерш для обох консорцш на територп промислових дыянок ешзодичного впливу технолопчних засолених вод та нафтопродуктiв i в умовах впливу графпового пилу та в умовах iз забрудненням в1д пило-газових викидiв та ешзодичним впливом технологiчних засолених вод (вЦ 0,10 до 0,13).
Максимальнi значення за юльюстю таксономiчних груп, як беруть участь у формуваннi комплексу наземно'1 мезофауни, характернi для консорцш Populus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення, мгшмальш значення властивi комплексу наземно'1 мезофауни консорцiй Ulmus i Populus в умовах ешзодичного впливу технолопчних засолених вод та нафтопродукпв. Максимальне значення iндексу Kis, який вЦображуе зб1льшення кiлькостi та мiсткiсть еколопчних нiш властиве для мезофауни консорцш Populus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення та для мезофауни консорцш Ulmus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення.
Мiнiмальнi значення индексу Kis характернi для мезофауни обох консорцш на територп ешзодичного впливу технолопчних засолених вод та нафтопродукпв та в умовах iз забрудненням в1д пило-газових викидiв та ешзодичним впливом технолопчних засолених вод. Максимальна еколопчна мктккть характерна для мезофауни консорцш Populus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу, мшмальна - в умовах пило-газових викидiв та епiзодичного впливу технологiчних засолених вод та мезофауни консорцш Ulmus в умовах ешзодичного впливу технолопчних засолених вод та нафтопродукпв. Максимальна вирiвненiсть на рiвнi трофiчно'ï структури
властива для мезофауни консорцш Populus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення, мiнiмальнi значення - в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу.
Морфо-екологiчна структура наземно'1 мезофауни у обох консорщях iз детермшантами Ulmus i Populus е бЦомшантною (домiнанти - герпетобiонти i хортобшнти). Iншi морфо-екологiчнi групи представленi одиничними екземплярами. Максимальна вирiвненiсть розподiлу за значеннями функщонала Сiмпсона на рiвнi морфо-екологiчно'ï структури властивi для мезофауни консорцш Populus iз забрудненням в1д пило-газових викидiв та епiзодичним впливом технолопчних засолених вод та для мезофауни консорцш Ulmus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення, мгшмальш значення - для мезофауни у консорщях Populus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу (табл. 2).
Таблиця 2. Pi3HOMarnTTH наземно!" мезофауни у консорщях Ulmus i Populus на piBrn морфо-еколопчно!" та трофiчноï структури промислових дтянок Кривбасу
I консорцп' Populus
1 2 3 номер пробно'1 дьлянки 4 5 6 7
N 297 345 166 256 180 269 794
W 3 5 4 4 3 4 6
S 0,37 0,41 0,44 0,45 0,52 0,45 0,92
Kis 107 278 100 138 54 145 345
N 275 249 консорцп' Ulmus 131 230 176 214 552
W 3 4 3 4 3 3 6
S 0,45 0,46 0,44 0,45 0,47 0,52 0,86
Kis 88 133 49 127 59 62 274
N Рiзноманiття наземно'1 мезофауни на рiвнi консорцп Populus 297 345 166 256 трофiчно'ï структури 180 269 794
W 6 6 6 6 6 6 6
S 0,20 0,35 0,32 0,31 0,32 0,21 0,62
Kis 444 412 234 340 252 407 582
N 275 249 консорцп Ulmus 131 230 176 214 552
W 6 6 6 6 6 6 6
S 0,18 0,19 0,27 0,25 0,28 0,22 0,54
Kis 427 390 210 337 259 334 562
Прим1тки: Дьлянки: 1 - консорцп в умовах впливу силшатного зал1зовм1сного пилу на територп дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „1нгулецький ГЗК"; 2 - консорцп в
умовах впливу сил1катного зал1зовм1сного пилу та газового забруднення на територп дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „П1вденний ГЗК"; 3 - консорцп в умовах еп1зодичного впливу технолопчних засолених вод та нафтопродукпв на територп блюмшгу прничо-металургшного комб1нату ПАТ„АрселорМ1ттал Кривий Р1г"; 4 д1лянка - консорцп в умовах впливу граф1тового пилу територп мартешвського цеху прничо-металургшного комбшату ПАТ„АрселорМ1ттал Кривий Рп"; 5 дьлянка -консорцп в умовах 1з забрудненням в1д пило-газових викид1в та еп1зодичним впливом технолог1чних засолених вод територп теплосилового цеху ПАТ „П1вшчний ГЗК"; 6 д1лянка - консорцп в умовах впливу сил1катного зал1зовм1сного пилу територп дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „Центральний ГЗК; 7 дьлянка - консорцп в умовах забруднення в межах фонових значень. 2. I - параметри р1зноманптя: N -загальна чисельшсть (екз. на 1700 пастко-д1б); S - функщонал Омпсона; КIS -1нтегрований 1ндекс Омпсона; W - к1льк1сть таксоном1чних груп.
Анал1з троф1чно'1 структури наземно'1 мезофауни у консорщях Ulmus i Populus свЦчить про незначну участь групи сапротроф1в-нпролперанпв 1з поступовим ïï зменшенням у консорщях на територп ешзодичного впливу технолопчних засолених вод та нафтопродукпв та в умовах впливу графпового пилу та 1з забрудненням в1д пило-газових викид1в та ешзодичним впливом технолопчних засолених вод. Троф1чна структура наземно'1 мезофауни у обох консорщях 1з детермшантами Ulmus i Populus е бЦомшантною (пол1фаги i некрофаги та пол1фаги i фпофаги) та тридом1нантною (ф1тофаги, пол1фаги, сапротрофи-карболперанти).
На основГ порГвняльного аналiзу структурно-функцшнально'1 оргашзацп консорцш Ulmus i Populus встановлено, що визначальними в 'хх розвитку е тип проводного техногенного чинника й едафiчнi (пгдстилковГ та 6шгсохГмГчш) умови iснування консорцшних детермшанпв. Так, загальний запас мортмаси збьльшуеться, що може бути пояснене спрощеною структурно-функцiональною органiзацiею наземно'1 мезофауни як основного компонента деструкцшного блоку. У свою чергу, на розвиток деструкцшного блоку консорцш Гстотно впливають фГзико-хГмГчш властивостi подстилки й грунту, зокрема 'хх кислотшсть.
При цьому в умовах техногенезу в консорцшх спрощена структура угрупувань наземно'1 мезофауни зумовлюють просторову неоднор1дшсть деструкцiйного процесу. Так, запаси шдстилки в консорцшх Ulmus у межах фонових значень становлять 188,3 кг/на пробну дыянку, тодГ як в умовах техногенезу - в1д 227,3 до 432,4 кг/на пробну дьлянку. У консорцшх Populus запаси подстилки в межах фонових значень становлять 144,4 кг/на пробну дыянку, а в умовах техногенезу - в1д 215,1 до 372,4 кг/на пробну дыянку (табл. 3).
Таблиця 3. Порiвняльна характеристика структурно!" оргашзацп консорцш Ulmus i Populus промислових дтянок Кривбасу
о X
.5
"i
!Ü
Бiогеохiмiчна i морфологiчна характеристика подстилки
Рiзноманiття наземно'1 мезофауни
рН Запас, кг N W S Kis
консорцп Ulmus
1 2,1-4,2 227,3 275 17 0,18 1419
2 1,9-4,1 277,1 249 19 0,17 1430
3 1,2-3,4 432,4 131 14 0,12 664
4 1,6-3,7 258,1 230 16 0,13 1125
5 1,4-3,6 323,3 176 16 0,11 921
6 1,7-3,9 306,2 214 19 0,18 1249
7 3,6-4,8 188,3 552 23 0,36 1988
консорцп Populus
1 2,6-4,5 227,3 297 17 0,17 1532
2 2,1-4,4 277,1 345 21 0,16 1982
3 1,6-3,6 432,4 166 16 0,11 882
4 1,9-3,9 258,1 256 20 0,12 1501
5 3,1-3,7 323,3 180 18 0,10 1029
6 2,1-3,8 306,2 269 20 0,18 1701
7 3,9-5,00 188,3 794 25 0,44 2134
Примiтки : 1. Дьлянки: 1 - консорци в умовах впливу силiкатного залiзовмiсного пилу на територи дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „1нгулецький ГЗК"; 2 - консорци в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та газового забруднення на територи дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „ГОвденний ГЗК"; 3 - консорцп в умовах етзодичного впливу технолопчних засолених вод та нафтопродуктiв на територи блюмшгу гiрничо-металургiйного комбiнату ПАТ„АрселорМитал Кривий Ри"; 4 дiлянка - консорци в умовах впливу графиового пилу територи мартешвського цеху прничо-металургшного комбiнату ПАТ„АрселорМiттал Кривий Ри"; 5 длянка -консорци в умовах iз забрудненням вiд пило-газових викидiв та епiзодичним впливом технологiчних засолених вод територи теплосилового цеху ПАТ „Швшчний ГЗК"; 6 дiлянка - консорци в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу територи дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „Центральний ГЗК; 7 длянка - консорци в умовах забруднення в межах фонових значень. 2. I - параметри рiзноманiття: N -загальна чисельшсть (екз. на 1700 пастко^б); S - функцiонал Омпсона; Кк -iнтегрований iндекс Омпсона; W - кiлькiсть таксономiчних груп.
Таким чином, для таксономiчноi' структури наземно'1 мезофауни консорцiй Ulmus i Populus в умовах промислових дыянок характерним е незначна загальна чисельшсть та ильюсть таксономiчних груп. СтввЦношення морфо-екологiчних та трофiчних груп в1дображуе формування деструкцiйного блоку консорцш п1д впливом зонально'1 фауни, пертинетно'1 дп детермiнантiв ISSN 2225-5486 (Print), ISSN 2226-9010 (Online). Бiологiчний eicHUKМДПУ. 2014. №2
консорцп i значного пригшчення внаслЦок впливу полютантiв. Структурна оргашзащя наземно'1 мезофауни в консорцшх Ulmus i Populus в умовах промислових дьлянок характеризуеться спрощеною таксономiчною структурою з невисоким рiзноманiттям на вах рГвнях. Найбiльшi показники рiзноманiття наземно'1 мезофауни за всiма розрахованими параметрами характерш для консорцш Ulmus i Populus в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення, меншi значення притаманш фаунi в умовах впливу силшатного залiзовмiсного пилу та пило-газового забруднення та в умовах впливу графитового пилу, а мгшмальш - мезофауш у консорщях на територiях, що зазнають епiзодичного впливу технолопчних засолених вод та нафтопродукпв та впливу забруднення пило-газовими викидами та ешзодичним впливом технолопчних засолених вод.
В свою чергу вiдмiчене пригшчення структурно'1 оргашзацп наземно'1 мезофауни може бути поясненням формування потужного рГвня подстилки та зб1льшення величин фракцш повнктю i частково розкладеного опаду та плок в консорц1ях промислових д1лянок. Встановленi закономiрностi морфолопчно'1 характеристики грунтово-шдстилкового ярусу детермiнантiв консорцш вказують на пригшчення деструкцшних процесiв i порушення балансу надходження й розкладання оргашчно'1 речовини. Так, у консорцшх Ulmus максимальна середня потужшсть подстилки зафiксована в умовах епiзодичного впливу технолопчних засолених вод i нафтопродукпв 10-15 ± 0,97 см, мшмальна - 5-6 ± 0,24 см у межах фонових значень. У консорцях Populus максимальна середня потужшсть шдстилки зафжсована в умовах ешзодичного впливу технолопчних засолених вод i нафтопродукпв 9-12 ± 0,56 см, мшмальна 3-5 ± 0,42 см - у межах фонових значень (Качинська, 2010).
Запаси шдстилки в абсолютно сухому сташ в консорц1ях Ulmus становлять в1д 188,3 ± 3,59 до 432,4 ± 8,30 кг/на пробну дыянку (у межах проекцп крон). Максимальш запаси подстилки виявлено в умовах ешзодичного впливу технолопчних засолених вод 432,4 ± 8,30 кг/на пробну дыянку, мшмальш -188,3 ± 3,59 кг/на пробну дыянку - у межах фонових значень. Запаси подстилки в консорщях Populus становлять в1д 144,4 ± 0,91 до 372,4 ± 11,01 кг/на пробну дыянку. Максимальнi запаси шдстилки характерш для дьлянок в умовах ешзодичного впливу технолопчних засолених вод 372,4 ± 11,01 кг/на пробну дьлянку, мшмальш - 144,4 ± 0,91 кг/на пробну д1лянку - у межах фонових значень.
Фракцшний склад подстилки в обох консорц1ях характеризуеться п1двищенням величини вмюту фракцiй повшстю, частково розкладеного опаду й плок. Так, у п;дстилщ консорцш Ulmus вказаш фракцп становлять в1д 29,4 до 83,1 кг/на пробну дьлянку, в1д 41,1 до 62,6 кг/на пробну дьлянку, в1д 50,8 до 90,5 кг/на пробну дьлянку в1дпов1дно, тодГ як у консорц1ях у межах фонових
St
значень - 9,2; 19,4; 4,4 кг/на пробну дiлянку в1дпов1дно. У консорщях Populus -в1д 17 до 77 кг/на пробну д1лянку, в1д 16,2 до 87,9 кг/на пробну д1лянку, в1д 38,1 до 73 кг/на пробну дыянку в1дпов1дно, тод1 як у консорцiях у межах фонових значень - 5,5; 4,2; 2 кг/на пробну дыянку в1дпов1дно.
Встановлено, що процеси деструкци оргашчного опаду детерм1нован1 кислотно-основними умовами педогенезу. Так, у консорщях Ulmus i Populus в1дм1чаються зони з високою реакцieю рН грунту вод 7,1 до 8,8, що на 34 одинищ рН вище, шж аналогiчнi значення в грунтi консорцш у межах фонових значень - в1д 5,1 до 5,5. Найбiльшi значення цього показника характерш для грунту обох консорцш в умовах етзодичного впливу технолопчних засолених вод i нафтопродукпв - вод 7,1 до 8,3 та вод 7,2 до 8,8, найменшi значення - у грунт обох консорцiй у межах фонових значень в1д 5,1 до 5,5 (Качинська, 2010).
У щдстилщ консорцш Ulmus i Populus промислових дьлянок показник рН рiзко змiнюeться у бiк п1дкислення. Найменш кислою фракцieю пiдстилки обох консорцш iз детермiнантами Populus i Ulmus промислових дьлянок е фракц1я листя в1д 3,7 до 4,5 та вод 3,4 до 4,2, контрольно!" дьлянки - 4,8 i 5,00. По мiрi розкладу опаду кислотшсть у пiдстилцi консорцiй збiльшуеться в1д фракцiй листя до фракцiй детриту, що може бути пояснено значним видыенням оргашчних кислот при деструкци мортмаси.
Таким чином, розвиток наземно! мезофауни як основного компонента деструкцшного блоку в консорцiях Ulmus i Populus в умовах промислових дыянок Кривбасу обумовлений рiвнем i типом щдус^ального навантаження. Найб1льш розвиненими е угруповання наземно! мезофауни на територгях дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „Днгулецький ГЗК' та ПАТ „Швденний ГЗК', меншi значення притаманнi територ1ям дробильно-сортувально! фабрики ПАТ „Центральний ГЗК' та мартешвського виробництва прничо-металургшного комбшату ПАТ „АрселорМггтал Кривий Ри', а мшмальш - на територ1ях блюмiнгу прничо-металургшного комбшату ПАТ „АрселорМггтал Кривий Ри" та на територи теплосилового цеху ПАТ „Швшчний ГЗК'.
Вiдмiчений ткний взаемозв'язок структурно-функцiональних параметрiв угруповань наземно! мезофауни з фГзико-хГмГчними характеристиками подстилок i детритного горизонту. Так, п1двищена кислотшсть у подстил^ обох консорцш зумовлюе пригнiчення сапротрофного комплексу Oligochaeta, Mollusca, Diplopoda, що можна чпко простежити на територи промислово! дыянки блюмшгу гiрничо-металургiйного комбiнату ПАТ «АрселорМптал Кривий Pin>. В свою чергу вiдмiчене спрощення таксономiчно! структури наземно! мезофауни може бути наслодком формування потужного рГвня подстилки та збьльшення величин фракцiй повшстю i частково розкладеного опаду та г1лок в консорц1ях промислових д1лянок.
ВИСНОВКИ
На основГ аналiзу структурно-функцiональноï органiзацiï наземно'1 мезофауни як основного компонента деструкцшного блоку консорцш Ulmus i Populus встановлено, що визначальними в '1х розвитку е тип проводного техногенного чинника, едафiчно-пiдстилковi та бшгеохГмГчш умови Гснування консорцшних детермiнантiв. Угрупування наземно'1 мезофауни в консорщях Ulmus i Populus характеризуються збГдненим рiзноманiттям i зменшенням участi сапротрофного комплексу Oligochaeta, Mollusca, Diplopoda.
У свою чергу, на розвиток деструкцшного блоку консорцш Гстотно впливають фГзико-хГмГчш властивостi подстилки й грунту, зокрема '1х кислотшсть. При цьому, у консорцшх в умовах техногенезу збГльшуеться просторова неоднорiднiсть деструкцшного процесу в п^дстил^, що пов'язано зГ спрощеною структурно-функщональною оргашзащею наземно'1 мезофауни.
Встановлеш закономГрноси розвитку наземно'1 мезофауни як основного компонента деструкцшного блоку консорцш можуть бути використаш при шзнанш структурно-функщонально'1 оргашзацп та розробки шляхГв вГдновлення бюлопчного рГзномангття на рГвш консорцшних екосистем шдустрГального регюну.
Список ВикopиcтАНoï Л1тератури
Булахов В. Л. Функщональна зоолопя: подручник / Булахов В. Л., Пахомов, О. G. - Д.: Вид-во Дншропетр. нац. ун-ту, 2011. - 392с.
Гиляров А. М.Популяционная экология / А. М. Гиляров. - М. : МГУ, 1990. - 190 с.
Голубець М. А. Стшюсть i стаб1льшсть - важливГ ознаки живих систем / М. А. Голубець, Й. В. Царик // Ойкумена. - 1992. - No1. - С. 21-26. Голубець М. А.Екосистемолопя / М. А. Голубець. - ЛьвГв: ПоллГ, 2000. - 45 с. Качинська В. В. До питання про розвиток комплексу вторинних деструкторГв пГдстилково-грунтового ярусу в консорщях Ulmus i Populus промислових д1лянок прничо-металургшного комплексу Кривбасу / В. В. Качинська, О. М. Сметана // Питання бюшдикацл та екологл. - 2010. - Вип. 15. - № 1. - С. 3-17. Киричок Л. С. Структура угруповань мезофауни в захисно-декоративних насадженнях на териконах вупльних шахт Донбассу / Л. С. Киричок, М. М. 1льенко, О. В. Безкровна // Вестник зоологии. - 2006. - 40 (5). - С. 437-443. Сметана А. Н. Структура наземной мезофауны железорудных карьеров Кривбасса / А. Н. Сметана, Н. М. Сметана // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. - Донецк: ДонНУ, 2003. - С. 161-164. Стриганова Б. Р. Питание почвенных сапрофагов / Б. Р. Стриганова. - М.: Наука, 1980. - 244 с.
Шарова И.Х. Жизненные формы жужелиц (Coleoptera, Carabidae) / И.Х. Шарова. - М.: Наука, 1981. - 360 с
References
Bulakhov, V. L., Pakhomov, O. E. (2011). Functional Zoology: a textbook. Dnipropetrovsk: DNU publishing house.
Gilyarov, A. M., 1990, "Population ecology', Moscow, Publishing house MSU, 190 p.
Holubets, M. A., 2000, "Ecosystemology", Lviv, Polly, 345 p.
Holubets, M. A., Tsaryk, Y. V., 1992, "Persistency and stability as important features of living systems", Oikumena, 1, pp. 21-26.
Kachinskaya V. V. (2010). On the development of complex secondary destructors litter-soil layer of consortium Ulmus and Populus industrial areas of mining and metallurgical complex Krivbas. Questions bioindicators and environmental. 15 (1), 3-17.
Kirichok, L. S., Il'yenko, M. M., Beskrovna O. V. (2006). Community structure of mesofauna in preservative architectural planting on Donbass coal mine waste. Vestnik Zoologii. 40 (5), 437-443.
Sharova I.H. Zhiznennye formy zhuzhelic (Coleoptera, Carabidae) M.: Nauka, 1981. 360 s.
Smetana, A. N., Smetana, N. M. (2003). Structure of terrestrial mesofauna of the Krivbass iron-ore careers. Environmental and nature conservancy problems of man-caused region. Donetsk: DonNU, 161-164.
Striganova, B. R. (1980). Feeding soil saprophages. Moscow: Nauka.
-fi>
Поступила в редакцию 01.07.2014 Как цитировать:
Качинська, В.В. (2014). Структурна оргашзацгя деструкцiйного блоку консорцiй в умовах промислових дiлянок Кривбасу. Биологический вестник Мелитопольского государственного педагогического университета имени Богдана Хмельницкого, 4 (2), 42-58. crossref http://dx.doi.org/10.7905/bbmspu.v4i2.881
© Качинська, 2014
Users are permitted to copy, use, distribute, transmit, and display the work publicly and to make and distribute derivative works, in any digital medium for any responsible purpose, subject to proper attribution of authorship.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 License.
